海绵城市背景下北方老城区透水铺装应用研究

舒平　张福祥

背景

随着城市化发展，原有的下垫面发生了翻天覆地的变化，大量原生绿地上建起高楼大厦、道路、广场，“灰色”的不透水铺装广泛应用于城市建设中，北京、上海等十几个城市铺装现状统计：平均不透水面积高达71.3%，世界上主要城市的不透水面积大都在50%以下，不透水铺装虽然使得城市表面上光鲜亮丽，但却存在严重隐患。近几年，城市内涝频发、地下水过度开采、水污染等问题愈演愈烈，严重困扰生产生活，甚至造成人员伤亡。

习总书记在2013年12月中央城镇化工作会上要求，“建设自然积存、自然渗透、自然净化的‘海绵城市”，自2014年出台一系列文件，从政策和财政上大力推进海绵城市建设，2015、2016年已确定两批海绵城市试点。海绵城市是建立在生态基础设施之上的生态型城市。透水性铺装被称为“会呼吸”地面，实现了人类对自然的最小干预，人与自然共生。

北方老城区由于建设早，用地紧张，绿地稀缺，不透水铺装大面积大，同样面临着严重水环境问题，因此，北方老城区透水铺装改造势在必行。

透水铺装概

1.透水铺装概念

透水铺装是指将透水性良好的材料用于地面铺装，使得地面具有透水、透气性，雨水直接或间接可以自然下渗，净化处理，有效补给地下水。道路断面结构分为面层、基层、垫层和索土夯实层，透水铺装面层、基层和垫层都具有良好的透水性和一定的储水能力，素土夯实层的渗透性受土壤影响很大，当透水铺装的荷载不大（人行道路），同时土壤具有良好的渗水性，雨水可以直接深入地下，当基层下的土壤透水能力有限，同时需要较大荷载（车行路）时，也可以在基层中埋设排水管或排水板将积水导入临近的绿地，在延缓径流峰值到达时间的同时也保证道路路基的安全。

2.透水铺装的应用和发展

欧美等发达国家透水铺装应用历史较早，广泛应用于雨洪削减和径流污染控制等方面。二战时期，英国皇家空军首次在飞机跑道上尝试透水铺装以解决跑道积水问题。1970年后美国开始将透水沥青混凝土应用于停车场和便道。1990年佛罗里达州推行实施”暴雨径流还原计划”，通过透水混凝土道路的应用以提高暴雨时地表径流的入渗量。目前在法国60%的网球场是用透水砖或透水性混凝土铺建的。德国在20世纪60年代开始改造硬化路面，透水性铺装得以大规模应用，80%的路面为透水路面。发达国家在透水性铺装给我们以启迪。

我国从20世纪90年代开始透水铺装的应用。2008年，国内最大规模的透水路面工程宁杭高速公路全长20.9km的路段采用透水混凝土路面。同年北京奥林匹克公园中心区建设中非机动车道铺装透水材料达10多万m2。2010年上海世博园内的人行广场、道路也大量采用透水性铺装，通过渗透设施下渗、净化雨水。

3.透水铺装的生态功能

有效削减地表径流，缓解城市内涝

净化雨水径流污染，改善河流水质

有效补给地下水，缓解地下水漏斗

降温、增湿，降噪，改善城市环境

恢复土壤生态环境，促进生物多样性

4.透水性铺装材料

目前，在工程建设中应用的透水铺装面层材料主要有三种：种是透水面砖，它通过铺砌间隙和砖体本身空隙进行透水。常见的有混凝土透水砖、陶瓷透水砖、沙基透水砖。另一种是透水沥青，它由面层材料本身的孔隙和具有透水性的基层和垫层进行透水。第三种是透水混凝土，主要是依靠骨料颗粒间可透水的较大间隙进行透水。此外，园林中常见的鹅卵石、碎石、嵌草砖、木材等也属于渗透铺装。

各类透水材料的性能比较

北方老城区透水性铺装应用建议

1.透水铺装材料要适应北方气候寒冷冰冻的气候特点

北方老城区冬季寒冷，雨雪渗入透水铺装空隙后会反复冻融导致冻胀破坏。这一点要求透水铺装材料具有良好抗冻融性，透水铺装材料要经过反复的冻融实验，达到要求后才能使用。

2.透水铺装要定期维护，使其保持良好的透水性

北方城市多风沙天气，透水铺装的空隙容易被泥土、砂砾等杂质堵塞，影响其透水能力，应定期使用专业设备高压冲洗或压力吹扫，使其保持良好的透水能力。

3.不透水铺装透水性设计

不同的空间对铺装材料具有不同的要求，商业金融空间大量使用花岗岩来体现沉稳、精致、典雅的效果。花岗岩石材是景观设计中广泛使用的铺装材料，其硬度高、耐磨性好，能承受高密度人流的踩踏，但不透水，所以可以使用渗水沟透水模式，使得本来不透水的花岗岩铺装，既能够有良好的景观效果，又能达到透水要求。此外，不透水铺装与透水铺装材料搭配设计，一举两得。

结语

透水铺装是海绵城市建设的重要措施之一，通过阐述其透水原理，介绍其应用和发展情况，总结了其生态功能，对各种透水铺装材料的能进行比较研究，提出了北方老城区透水铺装应用的建议，为海绵城市的建设中透水铺装的应用提供借鉴。